【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风蚀仪测重，具体涉及一种风蚀仪自动测重系统及其使用方法。
技术介绍
1、近年来，土壤风蚀面积逐年增加，导致水土流失、地表结构被破坏，制约了粮食生产。风蚀仪作为一种可以采集风沙流中沙尘颗粒的设备，其有助于研究风沙流结构随时间的变化关系，从理论上找到有效减少土壤风蚀的方法，从而为防沙、治沙提供科学技术依据。目前，风蚀仪大多数自动化程度较低，当风蚀仪收集到沙尘颗粒后，需要人工进行称沙，加重了科研工作者的工作量，为此研制出一款自动化程度高，能够实现自动测重和实时记录沙尘重量的自动风蚀仪是十分必要的。
2、而现有的实现自动测重和实时记录沙尘重量的自动风蚀仪系统直接采用51单片机进行指令控制，因部分采集数据信号较弱，易受外界环境的干扰，控制精度不够，且数据采集的时间分辨率较低，无法进行连续性、实时性数据传输，对于采集的数据传输过程易出现传输数据丢失、传输偏差等现象。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中存在的无法进行连续性、实时性、输出数据精度不准确等缺陷，提供了一种时间分辨率高、数据精准、连续性的风蚀仪自动测重系统及其使用方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、作为第一方面，一种风蚀仪自动测重系统，包括：
4、若干数据采集模块，设置在待测地点的多个高度位置，用于实时采集风沙流中的沙尘；
5、自动测重模块，将所述数据采集模块中采集到的沙尘进行重量的测量，并将测量到的沙尘重量的数据输出；
6、计算模块，所述计算模块包括预计算模块和二次处理模块，用以将接收所述自动测重模块测量的沙尘重量的数据先通过预计算模块进行预处理计算，再通过二次处理模块进行数据的精准拟合并输出；
7、实时传输模块，用以将所述二次处理模块输出的数据包进行时间同步并实时传输，所述实时传输模块包括nb-iot物联网模块；
8、表征模块，用于接收所述实时传输模块传输的数据包并显示表征风沙流中的实时的沙尘重量数据。
9、具体地，所述nb-iot物联网模块与所述二次处理模块之间通过mqtt协议信号连接。
10、具体地，所述数据采集模块包括安装壳体、设置在所述安装壳体上的风沙入口和排风口、安装在所述安装壳体内部的风沙分离装置；其中，
11、所述风沙入口开设在所述风沙分离装置上部对应的安装壳体上；所述排风口与在所述风沙分离装置的内部气路连通。
12、具体地，所述自动测重模块包括：
13、收集盒，用以收集所述风沙分离装置分离出的沙尘；
14、测重传感器，用以测量所述收集盒中收集到的沙尘的重量；
15、a/d转换模块,将所述测重传感器测量的数据转化为数字数据传输到所述预处理模块中。
16、具体地，所述预处理模块采用51单片机。
17、具体地，所述二次处理模块采用stm32单片机。
18、具体地，所述表征模块包括java后端处理模块和vue3前端显示模块；其中，
19、所述java后端处理模块通过mqtt协议接收所述控制补偿模块传输的信号数据，将接收到的信号数据存入mysql单元中，对所述mysql单元存入的信号数据进行数据打包，发送到所述vue3前端显示模块中；所述vue3前端显示模块用以将接收到的数据包进行处理和数据显示。
20、作为第二个方面，一种风蚀仪自动测重系统的使用方法，包括以下步骤：
21、s1.设置数据采集模块，即将若干数据采集模块设置在待采集地不同的高度；
22、s2.模块连接，即将若干数据采集模块和对应的自动测重模块安装，将所述计算模块与所述数据采集模块、所述自动测重模块以及所述实时传输模块信号连接，将所述实时传输模块与所述表征模块信号连接；
23、s3.系统初始化，即启动若干数据采集模块、自动测重模块、计算模块、实时传输模块以及表征模块，并将对应的数据清零和/或储存；
24、s4.模块异常检测，即对所述数据采集模块、自动测重模块、计算模块、实时传输模块以及表征模块进行异常检测；
25、s5.参数的设定，即设定采集时间、采集位置；
26、s6.数据的计算和传输，即通过所述计算模块对所述自动测重模块测量的风沙流中的沙尘重量数据进行计算，并将计算出的沙尘重量数据、数据时间、数据状态信息及对应自动测重模块的位置信息进行打包通过实时传输模块传送到所述表征模块中；
27、s7.数据的显示和储存，即所述表征模块将接收到所述实时传输模块传送的数据包进行储存和显示；
28、s8.异常事件检查和完成后休眠，即对上传到表征模块上的数据信息进行异常事件的检查，如无则完成设定时间内的采集测重工作，若有，则返回步骤s3。
29、具体地，所述步骤s4中，若对所述数据采集模块、自动测重模块、计算模块、实时传输模块以及表征模块检测无异常则进行基础参数的记录和载入；若有异常则返回步骤s3重新进行系统初始化操作。
30、具体地，所述步骤s6中的所述计算模块对所述自动测重模块测量的风沙流中的沙尘重量数据进行计算包括以下步骤:
31、a1.预处理计算，即采用预计算模块对接收到的所述自动测重模块测量的沙尘重量的数据进行统一计算处理，对数据采集模块1输出的数字量转化为具体的重量值；
32、a2.二次计算处理，将所述预计算模块进行预处理计算后的数据信号通过二次处理模块连续读取同一个数据采集模块对应的多次数据并进行平均值、平方根处理，然后将数据转换为mqtt协议的数据包输出。
33、本专利技术的一种风蚀仪自动测重系统的有益效果是：
34、本专利技术通过设置在不同高度的若干数据采集模块采集不同高度的沙尘颗粒，保证测重系统数据的广泛性，通过设置有预计算模块、二次处理模块对测重的数据进行两次计算处理，保证高精准的输出数据，同时采用nb-iot物联网模块对多个数据采集模块的采集数据进行实时的数据传输，保证测重系统的高时间分辨率和数据的连续性。
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1.一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述NB-IoT物联网模块与所述二次处理模块之间通过MQTT协议信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述数据采集模块(1)包括安装壳体(11)、设置在所述安装壳体(11)上的风沙入口(12)和排风口(13)、安装在所述安装壳体(11)内部的风沙分离装置(14)；其中，
4.根据权利要求3所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述自动测重模块(2)包括：
5.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述预处理模块采用51单片机。
6.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述二次处理模块采用STM32单片机。
7.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述表征模块(5)包括JAVA后端处理模块(51)和vue3前端显示模块(52)；其中，
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种风蚀仪自动测重系统的使用方
9.根据权利要求8所述的风蚀仪自动测重系统的使用方法，其特征在于，所述步骤S4中，若对所述数据采集模块(1)、自动测重模块(2)、计算模块(3)、实时传输模块(4)以及表征模块(5)检测无异常则进行基础参数的记录和载入；若有异常则返回步骤S3重新进行系统初始化操作。
10.根据权利要求8所述的风蚀仪自动测重系统的使用方法，其特征在于，所述步骤S6中的所述计算模块(3)对所述自动测重模块(2)测量的风沙流中的沙尘重量数据进行计算包括以下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述nb-iot物联网模块与所述二次处理模块之间通过mqtt协议信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述数据采集模块(1)包括安装壳体(11)、设置在所述安装壳体(11)上的风沙入口(12)和排风口(13)、安装在所述安装壳体(11)内部的风沙分离装置(14)；其中，
4.根据权利要求3所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述自动测重模块(2)包括：
5.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述预处理模块采用51单片机。
6.根据权利要求1所述的一种风蚀仪自动测重系统，其特征在于，所述二次处理模块采用stm32单...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟宪章，关义新，施继红，刘贞彤，高天石，张兴义，敖曼，马驷骢，王晓野，罗文丽，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：
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